混凝土框架结构PKPM设置参数说明.docx
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混凝土框架结构PKPM设置参数说明
混凝土框架结构PKPM设计参数说明
V2.220150909版
目录
第一节结构模型输入及参数设置6
一、总信息6
1.结构体系6
2.结构主材6
3.结构重要性系数6
4.底框层数,地下室层数6
5.与基础相连构件的最大底标高(m)6
6.梁柱钢筋的混凝土保护层厚度6
7.框架梁端负弯矩调幅系数6
8.考虑结构使用年限的活荷载调整系数6
二、材料信息7
1.混凝土容重取26-27,全剪力墙取27,取25时需输入粉刷层荷载。
7
2.钢材容重取78。
7
3.梁柱箍筋7
三、地震信息7
1.设计地震分组为第x组,抗震设防烈度为x度,设计基本地震加速度值为xg7
2.场地类别7
3.框架抗震等级7
4.抗震构造措施的抗震等级7
5.计算阵型个数8
6.周期折减系数:
建议有填充墙框架结构取0.7。
8
四、风荷载信息9
1.修正后的基本风压9
2.地面粗糙度类别9
3.沿高度体型分段数及体型系数9
五、钢筋信息10
1.按照混凝土规范表4.2.3-1、4.2.3-2取用。
10
六、选择后续操作10
1.楼梯自动转化为梁10
第二节楼板设计11
一、配筋计算参数中11
1.直径间距:
最小直径8,钢筋最大间距200。
11
2.双向板计算方法:
选用弹性算法。
11
3.边缘梁、剪力墙算法11
4.有错层楼板算法:
按简支计算11
5.裂缝计算:
根据裂缝挠度自动选筋11
6.使用矩形连续板跨中弯矩算法:
勾选。
11
7.钢筋级别:
通常选取HRB400级。
11
二、钢筋级配表12
三、连板及挠度参数12
四、绘图参数13
第三节分析和设计参数补充定义15
一、总信息15
1.水平力与整体坐标夹角(度):
通常采用默认值。
15
2.混凝土容重取26~27,钢材容重取78。
15
3.裙房层数15
4.转换层所在层号15
5.嵌固端所在层号:
通常取1。
15
6.地下室层数15
7.墙元细分最大控制长度:
默认为1m。
16
8.对所有楼板强制采用刚性楼板假定16
9.弹性板与梁变形协调:
通常勾选此项。
16
10.结构材料信息16
11.结构体系16
12.恒活荷载计算信息:
通常选取模拟施工加载3。
16
13.风荷载计算信息17
14.地震作用计算信息17
15.结构所在地区(全国)17
16.规定水平力的确定方式17
二、风荷载信息17
1.地面粗糙度类别17
2.修正后的基本风压17
3.X、Y向结构基本周期17
4.风荷载作用下结构的阻尼比:
5%。
17
5.承载力设计时风荷载效应放大系数17
6.顺风向风振:
一般不勾选。
17
7.横风向风振:
一般不勾选。
17
8.扭转风振:
一般不勾选。
17
9.用于舒适度验算的风压18
10.用于舒适度验算的结构阻尼比:
取用2%。
18
11.水平风体型分段数:
1。
18
12.体型分段最高层号:
结构最高层号18
13.设缝多塔被风面体型系数:
0.5。
18
14.其他默认18
三、地震信息18
1.结构规则性信息19
2.设计地震分组、设防烈度:
按《建筑抗震设计规范》附录A中查取。
19
3.场地类别:
按地质勘查报告和《建筑抗震设计规范》4.1.6条确定。
19
4.抗震等级:
按照第一节三.3条执行。
19
5.抗震构造措施的抗震等级:
按照第一节三.4条执行。
19
6.中震(大震)不屈服设计:
不选。
19
7.考虑偶然偏心:
勾选。
20
8.双向地震作用:
勾选。
20
9.计算震型个数21
10.活荷质量折减系数:
民建、公建一般取0.5,工业建筑取1.0。
21
11.周期折减系数21
12.结构的阻尼比(%)21
13.特征周期Tg(秒)21
14.地震影响系数最大值21
15.斜交抗侧力构件方向附加地震数,相应角度。
21
四、活荷信息21
1.柱、墙设计时活荷载21
2.传到基础的活荷载21
3.梁活荷不利布置最高层号。
21
4.考虑结构使用年限的活荷载调整系数21
五、调整信息22
1.梁端负弯矩调整系数:
一般取0.85。
22
2.梁活荷载内力放大系数:
可取1。
23
3.梁扭矩折减系数:
一般取0.4。
23
4.托墙梁刚度放大系数:
1。
23
5.连梁刚度折减系数:
一般取0.6。
23
6.中梁刚度放大系数:
一般取1.3~2.0。
23
7.梁刚度系数按2010规范取值:
默认选择。
23
8.调整与框支柱相连的梁内力:
一般不调整。
23
9.按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力:
通常要选择。
23
10.实配钢筋超配系数24
11.指定的薄弱层个数,层号:
24
12.全楼地震作用放大系数:
其经验取值范围为1.0-1.5。
24
13.0.2Q0调整起始层号,终止层号。
24
六、设计信息24
1.考虑P-Δ效应24
2.框架梁端配筋考虑受压钢筋:
选择该项参数。
25
3.结构中的框架部分轴压比限值按照纯框架结构的规定采用:
一般不选。
25
6.梁柱重叠部分简化为刚域:
一般不选。
25
7.按高规或高钢规进行结构设计26
8.钢柱计算长度按有侧移计算26
9.剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4条26
10.框架梁端配筋考虑受压钢筋26
11.梁柱钢筋的混凝土保护层厚度26
12.柱配筋计算原则26
七、配筋信息26
1.根据所选用钢筋的情况选择强度,间距。
26
2.墙水平分布筋间距:
200;墙竖向、水平分布筋配筋率:
0.25%。
26
八、荷载组合27
1.按照荷载规范和抗震规范的要求选择合适的系数。
27
2.重力荷载代表值效应的吊车荷载组合值系数:
0,.3。
27
第四节特殊构件与特殊荷载设置等27
一、特殊构件补充定义27
1.特殊梁定义27
2.特殊柱定义28
3.特殊墙、特殊支撑28
4.弹性楼板28
二、温度荷载定义29
三、特殊风荷载29
四、多塔结构补充定义29
1.多塔的计算方式29
2.多塔结构离散方式29
3.多塔结构定义29
五、施工次序补充定义30
六、活荷载折减系数补充定义30
七、设计模型补充定义30
八、修改构件计算长度系数30
九、水平风荷载查询/修改30
第五节SATWE结构内力与配筋计算30
一、吊车荷载计算30
二、生成传给基础的刚度30
三、层刚度比计算(旧版本有该项)30
四、地震作用分析方法:
优选总刚分析方法31
1.侧刚分析方法31
2.总刚分析方法31
五、线性方程组解法31
六、位移输出方式32
七、构件配筋及验算32
第六节10个重要的比值32
一、轴压比32
二、剪重比32
三、侧向刚度比33
四、周期比33
五、刚重比33
六、剪跨比33
七、剪压比33
八、跨高比33
九、延性比33
十、位移比33
第七节若干讨论的问题34
一、剪力墙配筋34
二、带地下室结构嵌固层的选取34
三、结构扭转周期计算35
四、错层结构的输入35
五、当某洞顶连梁(按洞口输入而不是按主梁输入)高度小于300m35
时,SATWE在计算内力时将忽略该梁的存在,亦不计算其配筋。
35
六、在SATWE"分析与设计参数补充定义"中,对考虑了双向地震力作用的35
结构,不应同时考虑按双偏压方法计算一般框架柱配筋。
35
第一节结构模型输入及参数设置
一、总信息
1.结构体系
框架,框剪,框筒,筒中筒,剪力墙,断肢剪力墙,复杂高层,砌体,底框。
2.结构主材
钢筋混凝土,砌体,钢结构,钢和混凝土。
3.结构重要性系数
《混凝土规范》3.3.2条:
在持久设计状况和短暂设计状况下,安全等级一级1.1,二级1,三级0.9;对地震设计状况下取1.0;《钢结构设计规范》第3.1.3条:
一般工业与民用建筑钢结构的安全等级为二级,其他特殊建筑钢结构的安全等级应根据具体情况另行确定;《高层混凝土结构技术规程》3.8.1条:
对安全等级为一级的结构构件,不应小于1.1;对安全等级为二级的结构构件,不应小于1.0。
4.底框层数,地下室层数
按实际选用。
5.与基础相连构件的最大底标高(m)
确定基础埋深后,预估基础的厚度,从而输入该项值。
6.梁柱钢筋的混凝土保护层厚度
《混凝土结构设计规范》表3.5.2及表8.2.1。
7.框架梁端负弯矩调幅系数
一般取0.85,《高层混凝土结构技术规程》5.2.3条:
装配整体式框架梁取0.7~0.8,现浇框架梁取0.8~0.9。
8.考虑结构使用年限的活荷载调整系数
50年取值1,100年取值1.1。
二、材料信息
1.混凝土容重取26-27,全剪力墙取27,取25时需输入粉刷层荷载。
2.钢材容重取78。
3.梁柱箍筋
在满足承载力的前提下,考虑施工方便,建议优先采用圆钢HPB300级。
三、地震信息
1.设计地震分组为第x组,抗震设防烈度为x度,设计基本地震加速度值为xg
见抗震规范附录A。
2.场地类别
根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分四类。
详见地质勘察报告。
3.框架抗震等级
框架结构抗震等级按《建筑抗震设计规范》6.1.2条和《高层混凝土结构技术规程》3.9.3确定。
注意:
确定建筑物的抗震设防类别,乙类建筑应按照提高一度的设防烈度查表确定抗震等级。
剪力墙抗震等级同第4条。
4.抗震构造措施的抗震等级
该项主要针对抗震措施的抗震等级与抗震构造措施的抗震等级不一致时设定。
抗震措施由抗震设防标准确定;抗震构造措施需根据特殊情况(《抗规》3.3.2、3.3.3)进行调整,否则应选择不改变。
丙类建筑
Ⅰ类场地 6度 7度 8度 9度
设计基本地震加速度(g) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
抗震措施(烈度) 6 7 7 8 8 9
抗震构造措施(烈度) 6 6 6 7 7 8
Ⅱ类场地 6度 7度 8度 9度
设计基本地震加速度(g) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
抗震措施(烈度) 6 7 7 8 8 9
抗震构造措施(烈度) 6 7 7 8 8 9
Ⅲ、Ⅳ类场地 6度 7度 8度 9度
设计基本地震加速度(g) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
抗震措施(烈度) 6 7 7 8 8 9
抗震构造措施(烈度) 6 7 8 8 9 9
甲、乙类建筑
Ⅰ类场地 6度 7度 8度 9度
设计基本地震加速度(g) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
抗震措施(烈度) 7 8 8 9 9 9+
抗震构造措施(烈度) 6 7 7 8 8 9
Ⅱ类场地 6度 7度 8度 9度
设计基本地震加速度(g) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
抗震措施(烈度) 7 8 8 9 9 9+
抗震构造措施(烈度) 7 8 8 9 9 9+
Ⅲ、Ⅳ类场地 6度 7度 8度 9度
设计基本地震加速度(g) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40
抗震措施(烈度) 7 8 8 9 9 9+
抗震构造措施(烈度) 7 8 8+ 9 9+ 9+
5.计算阵型个数
阵型个数一般可以取阵型参与质量达到总质量90%所需的阵型数。
通常阵型个数取值应不小于3,且为3的倍数(n为楼层数),计算后应查看WZQ.OUT,检查X和Y方向的有效质量系数是否大于0.9,不大于需要调整结构方案重新计算。
6.周期折减系数:
建议有填充墙框架结构取0.7。
《高层混凝土结构技术规程》4.3.17目的是为了考虑框架结构和框架剪力墙结构填充墙刚度对周期的影响;当非承重墙体为砌体墙时,框架结构取0.6~0.7,框剪取0.7~0.8,剪力墙取0.8~1.0。
四、风荷载信息
1.修正后的基本风压
基本风压根据荷载规范附表E.5取用。
《高层混凝土结构技术规程》4.2.2及条文说明:
高度超过60米的高层建筑判定为对风荷载敏感,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用。
2.地面粗糙度类别
根据结构荷载规范8.2.1取用。
A:
近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B:
指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C:
指有密集建筑群的城市市区;D:
指有密集建筑群且房屋较高的城市市区)。
3.沿高度体型分段数及体型系数
根据荷载规范表8.3.1取用。
高层结构立面变化较大,不同的区段的体型系数可能不一样,程序允许分段输入不同的体型系数及每段最高楼层号,一个建筑最多可以设三个体型系数;圆平面建筑取0.8、高宽比不大于4的矩形、方形、十字形建筑取1.3,其他的参看高层4.2.3规定。
五、钢筋信息
1.按照混凝土规范表4.2.3-1、4.2.3-2取用。
六、选择后续操作
1.楼梯自动转化为梁
混凝土框架结构中常规双跑混凝土板式楼梯,应勾选,在LT子目录中整体计算,得到整体控制参数文件wmass.out、wzq.out、wdisp.out。
第二节楼板设计
在PM中荷载输入时如果勾选“自动计算现浇楼板自重”,请注意:
楼板生成时楼板厚度须按实际输入;
楼板混凝土容重与“设计参数”→“材料信息”→“混凝土容重”中的定义直接相关。
一、配筋计算参数中
1.直径间距:
最小直径8,钢筋最大间距200。
2.双向板计算方法:
选用弹性算法。
注:
按弹性算法计算,可对短跨支座弯矩进行调幅,调幅系数≥0.85,短跨跨中弯矩相应放大。
3.边缘梁、剪力墙算法
边缘梁算法:
按简支计算;边缘剪力墙算法:
按固端计算;
注:
先选按简支计算,有剪力墙的位置在“楼板计算”中修改为”固定边界”。
4.有错层楼板算法:
按简支计算
5.裂缝计算:
根据裂缝挠度自动选筋
6.使用矩形连续板跨中弯矩算法:
勾选。
注:
程序按《建筑结构静力计算手册》中的方法,荷载取“恒+活/2”和“活/2”计算两次,再将两次计算结果叠加作为跨中弯矩设计值。
7.钢筋级别:
通常选取HRB400级。
二、钢筋级配表
三、连板及挠度参数
注:
连续板针对的是多跨连续的单向板,单向板长跨/短跨>2。
相邻板跨不同时,每块板独立计算后,相邻边的弯矩是不平衡的,连板计算把连续的单向板作为连续梁计算,相邻支座处的弯矩即为平衡的。
参数勾选如上图所示。
四、绘图参数
其它:
PM楼板计算时楼板跨度取的是梁中-中的计算跨度,符合我们的设计要求;
对于均匀的矩形板,计算采用的是查表法,弯矩系数与《建筑结构静力计算手册》中的一致,即按弹性薄板小挠度理论计算;
挠度和裂缝计算时取荷载的准永久组合计算,不再考虑活荷载的不利布置,计算公式均已按现行《混凝土结构设计规范》修改。
对于异形板的计算,主要有以下几种方式:
PM中计算,采用有限元法,计算弯矩值可用,裂缝可以计算,但挠度无计算结果。
异形板上无其它荷载(如局部的线荷载等)时可以用PM计算。
理正异形板计算中采用有限元法,板的每条边均给出三段的计算结构,计算弯矩值可用,但对局部角部的弯矩值处理不好,角部的弯矩峰值较大,易造成无法配筋的情况。
挠度可给出弹性挠度和塑性挠度,裂缝也可计算。
适用于异形板上有其它荷载(如局部的线荷载等)的情况。
其它通用有限元软件,如SAP2000,ETABS,ANASYS等,软件适用性更强,人为干预度更大,计算结果更加可信,但挠度仅能给出弹性挠度,裂缝须手工计算。
探索者异性板计算问题较多,试算发现其跨中弯矩计算有误,支座弯矩较为准确。
设计时不采用。
第三节分析和设计参数补充定义
一、总信息
1.水平力与整体坐标夹角(度):
通常采用默认值。
可以先取初始值为0℃,SATWE计算后在WZQ.OUT中输出结构最不利方向值,如果这个角度与主轴大于15℃,应将该角度输入重新计算。
2.混凝土容重取26~27,钢材容重取78。
3.裙房层数
对应高层规程规定,抗震设计时,裙楼的抗震等级不低于整体裙楼的抗震等级,主楼结构应在裙房顶部上、下各一层适当加强抗震构造措施;柱箍筋宜在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密,剪力墙设置约束边缘构件;程序不能自动识别裙房层数,需要人工指定,应从结构最底层起算(包括地下室),例如:
地下室三层,地上裙房4层时,裙房层数应填入7层);
4.转换层所在层号
对应抗震规范3.4.3竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力乘以1.25~1.5的增大系数;
5.嵌固端所在层号:
通常取1。
6.地下室层数
当上部结构与地下室共同分析时,通过该参数屏蔽地下室部分的风荷载,并提供地下室外围回填土约束作用数据,均按实际取用。
7.墙元细分最大控制长度:
默认为1m。
8.对所有楼板强制采用刚性楼板假定
在计算结构位移比时选用此项,除了位移比计算,其他的结构分析、设计不应选择此项,一般选用强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度。
计算位移与层刚度比时选[是],计算内力与配筋及其它内容时选[否]。
注意事项:
对于复杂结构,如不规则坡屋顶、体育馆看台、工业厂房,或者柱、墙不在同一标高,或者没有楼板,楼层开大洞等情况,如果采用强制刚性楼板假定,结构分析会严重失真。
对这类结构可以查看位移的<详细输出>,或观察结构的动态变形图,考察结构的扭转效应。
对于错层或带夹层的结构,总是伴有大量的越层柱,如采用强制刚性楼板假定,所有越层柱将受到楼层约束,造成计算结构失真。
9.弹性板与梁变形协调:
通常勾选此项。
10.结构材料信息
钢筋混凝土结构,钢与混凝土混合结构,有填充墙钢结构,无填充墙钢结构,砌体结构,根据结构材料的不同进行选择。
11.结构体系
框架,框剪,框筒,筒中筒,剪力墙,断肢剪力墙,复杂高层,板柱剪力墙,根据结构体系的不同进行选择。
12.恒活荷载计算信息:
通常选取模拟施工加载3。
不计算恒活荷载(不计算竖向力);
一次性加载(按一次加载方式计算竖向力);
“模拟施工加载1”方式较好地模拟了在钢筋混凝土结构施工过程中,逐层加载,逐层找平的过程。
但这是在“基础嵌固约束”假定前提下的计算结果,未能考虑基础的不均匀沉降对结构构件内力的影响。
若结构地基无不均匀沉降,上述分析结果更能较准确地反映结构的实际受力状态,但若结构地基有不均匀沉降,上述分析结果会存在一定的误差,尤其对于框剪结构,外围框架柱受力偏小,而剪力墙核心筒受力偏大,并给基础设计带来一定的困难。
“模拟施工加载2”是在原模拟施工加载计算原则的基础上,通过间接方式(将竖向构件的轴向刚度增大10倍),在一定程度上考虑了基础的不均匀沉降。
这样,基础的受力更均匀。
对于框剪结构而言,外围框架柱受力有所增大,剪力墙核心筒受力略有减小,但付出的代价是计算时间增大接近一倍。
“模拟施工加载3”采用分层刚度加载模型,在每层加载时不用总体刚度,只用本层及以下层的刚度,计算工作量大了,更符合实际情况。
一般情况下:
不计算恒活荷载,只用于研究分析;
一次性加载,主要用于多层结构、钢结构和有上传荷载(例如吊柱)的结构;
模拟施工加载1,适用于多高层结构;
模拟施工加载2,仅可用于框筒结构向基础软件传递荷载(不要传递刚度);
模拟施工加载3,适用于多高层无吊车结构,更符合实际工程情况,推荐适用。
13.风荷载计算信息
一般情况下大部分工程采用SATWE缺省的水平荷载即可,如需考虑更细致的风荷载,则可通过特殊风荷载实现。
14.地震作用计算信息
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